JPH0743936Y2

JPH0743936Y2 - イオン注入装置

Info

Publication number: JPH0743936Y2
Application number: JP1988118126U
Authority: JP
Inventors: 裕教熊崎
Original assignee: Nissin Electric Co Ltd
Current assignee: Nissin Electric Co Ltd
Priority date: 1988-09-07
Filing date: 1988-09-07
Publication date: 1995-10-09
Anticipated expiration: 2003-09-07
Also published as: JPH0239453U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この考案はイオン注入装置に関するもので、特にビーム
電流計測系に異常に流入する電流の検出に係る。

〔従来の技術〕

従来のイオン注入装置においては、ビーム搬送系，ビー
ム電流計測系の異常等によって、ビーム跳ね上げ時にイ
オンビームがターゲットに当たったり、絶縁不良等に起
因してリーク電流が流れる場合がある。このような場
合、ドーズ量のカウント値に誤差が生じ、ターゲットに
注入されるイオンのドーズ量が不正確になるという問題
があった。

このような問題に対し、従来はイオン注入を行っていな
い時にオペレータがビーム電流計を確認することによ
り、ビーム電流の異常の発生を検出するようになってい
た。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかし、オペレータがビーム電流計を見てビーム電流の
異常を検出するので、ビーム搬送系，ビーム電流計測系
の異常に伴ってビーム電流計測系に異常に流入する電流
の検出が容易でなかった。

したがって、この考案の目的は、ビーム電流計測系に異
常に流入する電流を自動的に検出して報知することがで
きるイオン注入装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

この考案のイオン注入装置は、ビーム電流を正負の閾値
とそれぞれ比較する正側比較器および負側比較器と、こ
の正側比較器および負側比較器の出力に応じて電流異常
報知を行う報知手段とで構成される。

正側比較器は、ビーム電流を正の閾値と比較しビーム電
流が正の閾値を超えた時に異常電流検出出力を発生す
る。負側比較器は、ビーム電流を負の閾値と比較しビー
ム電流が負の閾値を超えた時に異常電流検出出力を発生
する。報知手段は、負側比較器の異常電流検出出力の発
生に応答して電流異常を報知するとともにイオンビーム
を跳ね上げてターゲットから外すためのビーム跳ね上げ
信号の発生期間中における正側比較器の異常電流検出出
力の発生に応答して電流異常を報知する。

〔作用〕

この考案の構成においては、ビーム跳ね上げ信号が出力
されているのにビームが跳ね上げられずビームがターゲ
ットに照射される異常が発生したときには、イオン注入
時と同様に正極性のビーム電流がターゲットを含むビー
ム電流計測系に流入し、ビーム電流計測系で測定される
ビーム電流が正の閾値を超えることになる。この結果、
正側比較器が異常電流検出出力を発生し、このときにビ
ーム跳ね上げ信号が出力されているので、報知手段が電
流異常の発生を報知する。なお、正常にイオン注入が行
われているときにも、ビーム電流がターゲットに流入
し、ビーム電流が正の閾値を超えることになる。ところ
が、このときはビーム跳ね上げ信号が発生していないの
で、報知手段は電流異常の発生を報知することはない。

一方、ビーム搬送系，ビーム電流計測系の絶縁不良に起
因してサプレッサ電圧によるリーク電流が流れる異常が
発生した場合は、ターゲットを含むビーム電流計測系に
流入する電流が負極性となる。そして、その電流が負の
閾値を超えると、負側比較器が異常電流検出出力を発生
し、したがって報知手段が電流異常の発生を報知する。

つまり、この考案の構成によると、ビーム跳ね上げ信号
が出力されているのにビームが跳ね上げられずビームが
ターゲットに照射される異常、もしくはビーム搬送系，
ビーム電流計測系等の絶縁不良に起因してサプレッサ電
圧によるリーク電流が流れる異常が発生したときに、ビ
ーム電流計測系に異常に流入する電流を自動的に検出し
てこれを報知することになる。

〔実施例〕

この考案の一実施例を第１図および第２図に基づいて説
明する。このイオン注入装置は、第１図に示すように、
ビーム電流変換部13内にビーム電流を正負の閾値とそれ
ぞれ比較する正側比較器１および負側比較器２を設け、
この正側比較器１および負側比較器２の出力に応じて電
流異常報知を行う報知手段（図示せず）をドーズプロセ
ッサ３に内蔵している。

正側比較器１は、ビーム電流を正の閾値と比較し、ビー
ム電流が正の閾値を超えた時に異常電流検出出力X₁を発
生する。一方、負側比較器２は、ビーム電流を負の閾値
と比較し、ビーム電流が負の閾値を超えた時に異常電流
検出出力X₂を発生する。報知手段は、正側比較器１の異
常電流検出出力X₁とビーム跳ね上げ信号S₁との論理積に
応答して電流異常の発生を報知するとともに、負側比較
器２の異常電流検出出力に応答して電流異常発生を報知
する。

上記の「正側比較器１の異常電流検出出力X₁とビーム跳
ね上げ信号S₁との論理積に応答して」は、「イオンビー
ム４を跳ね上げてターゲット10から外すためのビーム跳
ね上げ信号S₁の発生期間中における正側比較器１の異常
電流検出出力X₁の発生に応答して」の意味である。

このイオン注入装置においては、ドーブプロセッサ３か
らビーム跳ね上げ信号S₁が出力されているのにイオンビ
ームが跳ね上げられずイオンビーム４がターゲット10に
照射される異常が発生したときには、イオン注入時と同
様に正極性のビーム電流がターゲット10を含むビーム電
流計測系に流入し、ビーム電流計測系で測定されるビー
ム電流が正の閾値を超えることになる。この結果、正側
比較器１が異常電流検出出力X₁を発生し、このときにビ
ーム跳ね上げ信号S₁が出力されているので、ドーズプロ
セッサ３に内蔵された報知手段が電流異常の発生を報知
する。なお、正常にイオン注入が行われているときに
も、ビーム電流がターゲット10に流入し、ビーム電流が
正の閾値を超えることになる。ところが、このときはビ
ーム跳ね上げ信号S₁が発生していないので、報知手段は
電流異常の発生を報知することはない。

一方、ビーム搬送系，ビーム電流計測系等の絶縁不良に
起因してサプレッサ電圧によるリーク電流が流れる異常
が発生した場合は、ターゲット10を含むビーム電流計測
系に流入する電流が負極性となる。そして、その電流が
負の閾値を超えると、負側比較器２が異常電流検出出力
X₂を発生し、したがって報知手段が電流異常の発生を報
知する。

つまり、このイオン注入装置によると、ビーム跳ね上げ
信号S₁が出力されているのにビームが跳ね上げられずイ
オンビーム４がターゲット10に照射される異常、もしく
はビーム搬送系，ビーム電流計測系等の絶縁不良に起因
してサプレッサ電圧によるリーク電流が流れる異常が発
生したときに、ビーム電流計測系に異常に流入する電流
を自動的に検出してこれを報知することになる。

以下、この実施例のイオン注入装置を詳しく説明する。

第１図において、イオンビーム４は、垂直走査電極５お
よび水平走査電極６を通ることにより、イオン注入時に
は、垂直方向および水平方向に走査されながら、ビーム
受け７の開口7aおよびマスク８の開口8aおよびファラデ
ィカップ９を通してターゲット10に照射される。この場
合、イオンビーム４は例えば矢印A₁の軌道を通ってター
ゲット10に照射されることになる。

一方、ビーム跳ね上げ時には、イオンビーム４は、ビー
ム受け７に当たってターゲット10には照射されない。こ
の場合、イオンビーム４は例えば矢印A₂の軌道を通って
ビーム受け７に照射される。

上記の垂直走査電極５および水平走査電極６に印加する
垂直走査電圧V_vおよび水平走査電圧V_Hはスキャナ電源11
から供給される。このスキャナ電源11はＱスキャナコン
トローラ12によって制御される。すなわち、ドーズプロ
セッサ３からＱスキャナコントローラ12に対し、スキャ
ンモードのコントロール信号S₂が与えられたときは、Ｑ
スキャナコントローラ12は、スキャナ電源11から垂直走
査電圧V_vおよび水平走査電圧V_Hを出力させるようにスキ
ャナ電源11を制御する。また、ドーズプロセッサ３から
Ｑスキャナコントローラ12に対し、スポットモードのコ
ントロール信号S₂が与えられたときは、Ｑスキャナコン
トローラ12は、スキャナ電源11からイオンビーム４を一
点すなわちターゲット10の中心に固定させるための電圧
を出力させるようにスキャナ電源11を制御する。また、
ドーズプロセッサ３からＱスキャナコントローラ12に対
し、ビーム跳ね上げ信号S₁が与えられたときは、Ｑスキ
ャナコントローラ12は、スキャナ電源11からイオンビー
ム４を跳ね上げるための電圧を出力させるようにスキャ
ナ電源11を制御する。

一方、ターゲット10にイオンビーム４が照射されること
によりターゲット10に流れるビーム電流に対応したビー
ム電流対応電圧は、ビーム電流変換部13において、増幅
器14で増幅され、電圧／周波数変換器15で振幅が周波数
に変換され、さらに周波数／光変換器16で光信号に変換
される。この光信号は、光ファイバケーブル17を通して
ドーブプロセッサ３に伝達され、ドーズプロセッサ３内
の光／電圧変換器18で電圧信号に変換される。そして、
光／電圧変換器18から出力される電圧信号に基づきドー
ズカウント・ビーム電流表示回路19によってビーム電流
値が表示される。

また、ビーム電流変換部13の増幅器14で増幅されたビー
ム電流対応電圧は、正側比較器１で正の閾値と比較さ
れ、また負側比較器２で負の閾値と比較される。ビーム
電流対応電圧が正の閾値を超えると、正側比較器１が異
常電流検出出力X₁を発生し、トランジスタ20をオンに
し、ケーブル21を通してドーズプロセッサ３内の発光素
子22を点灯させる。逆に、このビーム電流対応電圧が負
の閾値を超えると、負側比較器２が異常電流検出出力X₂
を発生し、トランジスタ23をオンにし、ケーブル24を通
してドーズプロセッサ３内の発光素子25を点灯させる。

ドーズプロセッサ３は、ビーム跳ね上げ信号S₁が発生し
ている状態でこの発光素子22が点灯したとき（ビーム跳
ね上げ信号S₁と正側比較器１の異常電流検出出力X₁との
論理積条件が満たされたとき）に、報知手段により電流
異常の発生を報知し、また発光素子25が点灯したときに
報知手段により電流異常の発生を報知する。

ここで、ビーム電流対応電圧が正の閾値を超える電流異
常およびビーム電流対応電圧が負の閾値を超える電流異
常について説明する。

まず、ビーム電流対応電圧が正の閾値を超える電流異常
について説明する。第１図において、正常な場合には、
ドーズプロセッサ３がビーム跳ね上げ信号S₁を出力して
いない時（注入動作時またはビーム整形時）に、Ｑスキ
ャナコントローラ12およびスキャナ電源11はイオンビー
ム４が矢印A₁の軌道を通るようにコントロールする。ま
た、ビーム跳ね上げ信号S₁が出力されている時（注入完
了時またはインタロック動作時等、ビームを注入経路か
ら外す時）にＱスキャナコントローラ12およびスキャナ
電源11はイオンビーム４が矢印A₂の軌道を通るようにコ
ントロールする。

しかし、Ｑスキャナコントローラ12およびスキャナ電源
11等の故障により、ドーズプロセッサ３がビーム跳ね上
げ信号S₁を出力している場合でも、イオンビーム４が矢
印A₂の正規の軌道をとらず、ファラディカップ９および
ターゲット10に照射される場合がある。ドーズ量はビー
ム跳ね上げ信号S₁が出ていない期間のみカウントするの
で、上記の場合には、ドーズ量としてはカウントされな
い注入動作が行われることになる。この場合には、ビー
ム電流対応電圧が正の閾値を超えることになる。なお、
イオン注入が正常に行われているときにも、ビーム電流
対応電圧が正の閾値を超えることになるが、これと異常
時との区別は、ビーム跳ね上げ信号S₁の発生の有無で行
うことができる。

つぎに、ビーム電流対応電圧が負の閾値を超える電流異
常について第２図を参照して説明する。第２図は第１図
において一点鎖線で囲んだ部分を拡大し、詳しく描いた
ものである。第２図において、マスク８とファラディカ
ップ（メインファラディ）９との間にファラディカップ
９から発生する二次電子のファラディカップ９外への飛
び出し（電流測定経路とは別の経路を通って大地電位に
流入すること）を制御するために、リング形のメインサ
プレッサ電極26（ファラディカップ９とは絶縁してい
る）が設けられている。このメインサプレッサ電極26に
は端子27から例えば−600Vの電圧が印加される。

また、ファラディカップ９の内部には、フラグ28が設け
られている。このフラグ28は、マスク29とセンタファラ
ディカップ30とセンタサプレッサ電極31（センタファラ
ディカップ30と絶縁している）とで構成され、ビーム形
状の整形時などにおいては立てた状態にし、イオン注入
時には倒した状態にしてイオンビーム４のターゲット10
への照射の障害にならないようにしている。センタサプ
レッサ電極31は、リング形であって、マスク29とセンタ
ファラディカップ30との間に介在し、センタファラディ
カップ30から発生する二次電子のセンタファラディカッ
プ30外への飛び出し（電流測定経路とは別の経路を通っ
て大地電位に流入すること）を抑制するために設けられ
ている。このセンタサプレッサ電極31には、メインサプ
レッサ電極26と同様に例えば−600Vの電圧が印加され
る。

なお、ファラディカップ９およびターゲット10に接続さ
れた端子32とセンタファラディカップ30に接続された端
子33は各々注入電流としてドーズカウントを行うのに用
いられる。

以上のような構成において、汚れ等により、メインサプ
レッサ電極26およびセンタサプレッサ電極31の廻りの絶
縁が劣化すると、メインサプレッサ電極26からファラデ
ィカップ９へ矢印B₁で示すようにリーク電流が流れた
り、またセンタサプレッサ電極31からマスク29（ファラ
ディカップ９と接続されている）およびセンタファラデ
ィカップ30へ矢印B₂，B₃で示すようにリーク電流が流れ
る。

上記のリーク電流は正規のビーム電流とは逆極性であっ
て、ビーム電流の測定値が実際のビーム電流値より少な
くなる。そして、イオン注入を行っていないときには、
イオンビームによる電流は零であって、ビーム電流対応
電圧には、リーク電流に対応するもののみが残り、その
極性は負極性となり、負の閾値を超えることになる。

なお、以上のような電流異常はイオン注入中には検出で
きず、ビーム跳ね上げ信号を発生させたときにはじめて
検出することができる。

〔考案の効果〕

この考案のイオン注入装置によれば、ビーム電流を正お
よび負の閾値とそれぞれ比較しビーム電流が正および負
の閾値を超えた時にそれぞれ異常電流検出出力を発生す
る正側比較器および負側比較器を設け、負側比較器の異
常電流検出出力の発生に応答して電流異常を報知すると
ともにイオンビームを跳ね上げてターゲットから外すた
めのビーム跳ね上げ信号の発生期間中における正側比較
器の異常電流検出出力の発生に応答して電流異常を報知
する報知手段を設けたので、ビーム跳ね上げ信号が出力
されているのにビームが跳ね上げられずビームがターゲ
ットに照射される異常が発生したり、またビーム搬送
系，ビーム電流計測系等の絶縁不良に起因してサプレッ
サ電圧によるリーク電流が流れる異常が発生して、ビー
ム電流計測系に異常電流が流入する状態となったとき
に、ビーム電流計測系に異常に流入する電流を自動的に
検出してこれを報知することができ、この結果、注入不
良を未然に防止できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例の構成を示す概略図、第２
図は第１図の要部の拡大図である。１……正側比較器、２……負側比較器

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ビーム電流を正の閾値と比較し前記ビーム
電流が前記正の閾値を超えた時に異常電流検出出力を発
生する正側比較器と、前記ビーム電流を負の閾値と比較
し前記ビーム電流が前記負の閾値を超えた時に異常電流
検出出力を発生する負側比較器と、前記負側比較器の異
常電流検出出力の発生に応答して電流異常を報知すると
ともにイオンビームを跳ね上げてターゲットから外すた
めのビーム跳ね上げ信号の発生期間中における前記正側
比較器の異常電流検出出力の発生に応答して電流異常を
報知する報知手段とを備えたイオン注入装置。